CH657446A5 - REFRIGERATION PRODUCTION PROCESS AND SYSTEM FOR IMPLEMENTING IT. - Google Patents

REFRIGERATION PRODUCTION PROCESS AND SYSTEM FOR IMPLEMENTING IT. Download PDF

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CH657446A5
CH657446A5 CH5742/81A CH574281A CH657446A5 CH 657446 A5 CH657446 A5 CH 657446A5 CH 5742/81 A CH5742/81 A CH 5742/81A CH 574281 A CH574281 A CH 574281A CH 657446 A5 CH657446 A5 CH 657446A5
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CH5742/81A
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Alexei Mikhailovich Arkharov
Alexandr Timofeevich Desyatov
Vitaly Leonidovich Bondarenko
Vladimir Grigorievich Pronko
Boris Davydovich Krakovsky
Sergei Mikhailovich-B Korsakov
Viktor Petrovich Jushin
Alexandra Mikhailovna Kopova
Petr Vladimirovich Gorodnov
Julian Yaroslavovich Borisov
Vadim Viktorovich Ermilov
Jury Pavlovich Romanteev
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Vnii Gelievoi Tekhn
Mo Vysshee Tekhnicheskoe Uchil
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Description

Die vorliegende Erfindung liegt im Gebiet der Kältetechnik und bezieht sich auf ein Kälteerzeugungsverfahren sowie auf eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. The present invention is in the field of refrigeration technology and relates to a refrigeration process and to an installation for carrying out the process.

Die Erfindung kann erfolgreich bei der Kälteerzeugung auf einem Temperaturniveau verwendet werden, das dem Siedepunkt des in der Kälteanlage umlaufenden Kältemittels naheliegt, wobei als Kältemittel leichte Gase, z.B. Helium, Wasserstoff, angewendet werden sollten. The invention can be successfully used in refrigeration at a temperature level which is close to the boiling point of the refrigerant circulating in the refrigeration system, using light gases, e.g. Helium, hydrogen, should be used.

Eine Anwendung kann auch bei der Erdgaskühlung und -Verflüssigung sowie bei der Zerlegung von Luft und anderen gasförmigen Medien erfolgen, insbesondere wenn tiefe Temperaturen erzeugt oder benutzt werden, z. B. bei physikalischen Experimenten, auf dem Gebiete der Energetik, Kerntechnik, Elektrotechnik, Biologie usw. It can also be used in natural gas cooling and liquefaction as well as in the separation of air and other gaseous media, especially when low temperatures are generated or used, e.g. B. in physical experiments, in the fields of energetics, nuclear technology, electrical engineering, biology, etc.

Es ist ein Verfahren zur Kälteerzeugung bei kryogenen Kälteanlagen bekannt («Theorie und Berechnung von kyro-genen Systemen», Arkharov A.M., Marfenina I.V., Mikulin E.I., Moskau, Verlag «Maschinostroenie, 1978, Seiten 118 — 119,209—216), das durch Verdichten eines einen Vor2 A method for generating cold in cryogenic refrigeration systems is known (“Theory and calculation of kyrogenic systems”, Arkharov AM, Marfenina IV, Mikulin EI, Moscow, publisher “Maschinostroenie, 1978, pages 118-119, 209-216), by compression one a pre2

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lauf bildenden Kältemittels, z.B. von Stickstoff, bei der Umgebungstemperatur auf einen Druck durchgeführt wird, der um ein Mehrfaches den kritischen Druck übersteigt. Anschliessend wird der Vorlauf durch den Rücklauf dieses Kältemittels auf eine Temperatur abgekühlt, die dem absoluten Betrag nach um das 2 bis 3fache geringer als die Umgebungstemperatur ist. Die nachfolgende Entspannung mindestens eines Teils des Vorlaufs bei dessen Durchfluss durch einen hydraulischen Widerstand erfolgt ohne Entnahme einer äusseren Arbeit, d.h. die Entspannung erfolgt durch Drosselung. running refrigerant, e.g. of nitrogen, is carried out at the ambient temperature to a pressure which exceeds the critical pressure by a multiple. The flow is then cooled by the return of this refrigerant to a temperature which is 2 to 3 times lower than the ambient temperature in absolute terms. The subsequent relaxation of at least part of the flow as it flows through a hydraulic resistor takes place without removing any external work, i.e. the relaxation takes place by throttling.

Unter Drosselung ist der Vorgang der Entspannung eines Gases ohne Arbeitsleistung zu verstehen. Die Drosselung erfolgt beim Durchfluss des Gases durch einen örtlichen hydraulischen Widerstand, der Drossel genannt wird. Dabei leistet das sich entspannende Gas eine Arbeit, indem es Reibungskräfte und örtliche Widerstandskräfte überwindet. Jedoch wird diese Arbeit in Wärme umgewandelt und vom Gasstrom aufgenommen, d.h. sie bleibt im Drosselungsbereich erhalten und wird nicht abgeführt. Throttling is the process of expanding a gas without performing any work. The throttling occurs when the gas flows through a local hydraulic resistance called a throttle. The relaxing gas does a job by overcoming frictional and local resistance. However, this work is converted to heat and taken up by the gas stream, i.e. it remains in the throttling area and is not dissipated.

Der entspannte Vorlauf wird an den Kälteverbraucher abgeleitet, wo nach erfolgter Erhitzung der Vorlauf in einen Rücklauf umgewandelt wird, der weiter verdichtet wird. Damit kommt der Kreislauf zum Schluss und die genannten Verfahrensschritte werden wiederholt. The relaxed flow is diverted to the cooling consumer, where after heating the flow is converted into a return, which is further compressed. This brings the cycle to a close and the process steps mentioned are repeated.

Bei der Drosselung unter den Betriebsverhältnissen der kryogenen Kälteanlagen erfolgt die Abkühlung des sich entspannenden Kältemittels. Vorrichtungen zur Entspannung des Kältemittels, die den Drosselprozess realisieren, d.h. Drosselventile, haben keine bewegten Bauglieder, so dass die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der kryogenen Kälteanlagen nicht beeinflusst wird. With the throttling under the operating conditions of the cryogenic refrigeration systems, the relaxing refrigerant cools down. Refrigerant expansion devices that implement the throttling process, i.e. Throttle valves have no moving components, so that the reliability and service life of the cryogenic refrigeration systems are not affected.

Der Drosselprozess stellt jedoch einen ungenügend wirksamen Expansionsvorgang dar, weil er nicht umkehrbar ist. Das letztere bedeutet, dass die Energie des sich entspannenden Gases aus dem Drosselungsbereich nicht abgeführt, sondern gestreut wird. Die Energie kann also im weiteren nicht nützlich verwertet werden. However, the throttling process is an insufficiently effective expansion process because it is irreversible. The latter means that the energy of the relaxing gas is not dissipated from the throttling area, but is scattered. The energy cannot be used in a useful way.

Somit ist die Abkühlung des Kältemittels während der Drosselung nicht durch den Entzug der Energie aus dem entspannten Gas, sondern durch Verminderung dessen Energie während der Verdichtung bei der Umgebungstemperatur hervorgerufen. Streng gesagt ist die Drosselung lediglich ein Mittel zur Erzeugung einer Kälte auf gegebenem Temperaturniveau, die durch die Verdichtung des Kältemittels bei der Umgebungstemperatur bedingt ist. Thus, the cooling of the refrigerant during the throttling is not caused by the withdrawal of the energy from the expanded gas, but by the reduction of its energy during the compression at the ambient temperature. Strictly speaking, the throttling is only a means of generating cold at a given temperature level, which is due to the compression of the refrigerant at the ambient temperature.

Dem Fachmann ist bekannt, dass unter dem Aussenmedium eine Gesamtheit von Objekten beliebiger Art zu verstehen ist, die die Vorrichtung zur Entspannung des Kältemittels umgeben. Es ist auch bekannt, dass unter dem Umgebungsmedium eine Gesamtheit von Objekten beliebiger Art verstanden wird, die die Anlage zur Realisierung des Kälteerzeugungsverfahrens umgeben. Die Umgebungstemperatur wird immer als konstant angenommen, während die Temperatur des Aussenmediums geändert werden kann. It is known to the person skilled in the art that the external medium is to be understood as a set of objects of any type which surround the device for relaxing the refrigerant. It is also known that the surrounding medium is understood to mean a totality of objects of any type that surround the system for realizing the refrigeration process. The ambient temperature is always assumed to be constant, while the temperature of the outdoor medium can be changed.

Die ungenügend hohe Wirksamkeit des oben genannten Kälteerzeugungsverfahrens, bei dem als Hauptprozess die Drosselung angesehen wird, zeigt sich darin, dass bei Verwendung dieses Verfahrens in der kryogenen Anlage in dieser spezifische Energieaufwände für die Kälteerzeugung auf dem gegebenen Temperaturniveau zunehmen. The insufficiently high effectiveness of the above-mentioned refrigeration process, in which throttling is regarded as the main process, can be seen in the fact that when this process is used in the cryogenic plant, specific energy expenditure for refrigeration at the given temperature level increases.

Der Energieaufwand im Laufe der Kälteerzeugung wird üblich durch das Verhältnis der hauptsächlich für die Verdichtung des Kältemittels bei der Umgebungstemperatur aufgewendeten Leistung zur Kälteleistung gekennzeichnet. Die beiden genannten Kenngrössen werden gewöhnlich in W gemessen. Dieses Verhältnis wird als spezifischer Energieauf657 446 The energy expenditure in the course of refrigeration is usually characterized by the ratio of the output, which is mainly used for the compression of the refrigerant at the ambient temperature, to the cooling output. The two parameters mentioned are usually measured in W. This ratio is called the specific energy at 657 446

wand genannt und als dimensionslose Zahl (W/W) gemessen. called wall and measured as a dimensionless number (W / W).

Bekannt ist eine Anlage zur Durchführung eines Kälteerzeugungsverfahrens (»Theorie und Berechnung von kryogenen Systemen«, Moskau, Verlag »Mashinostroenie«, 1978, Seiten 209 — 210), welche einen isothermischen Kompressor als Quelle für das verdichtete Kältemittel enthält und ein mit diesem über Vor- und Rücklaufleitungen verbundenes Kühlsystem sowie einen Kälteverbraucher aufweist. Das Kühlsystem weist einen Wärmeaustauscher und eine als Drosselventil ausgebildete Vorrichtung zur Entspannung des Kältemittels auf. Der Wärmeaustauscher und die genannte Vorrichtung sind in der Vorlaufleitung in Reihe geschaltet. Die Rücklaufleitung verbindet den Kälteverbraucher über den Wärmetauscher mit der Quelle des verdichteten Kältemittels. A system is known for carrying out a refrigeration process ("Theory and Calculation of Cryogenic Systems", Moscow, publisher "Mashinostroenie", 1978, pages 209-210), which contains an isothermal compressor as a source for the compressed refrigerant and one with this above - And return lines connected cooling system and a cooling consumer. The cooling system has a heat exchanger and a device designed as a throttle valve for expanding the refrigerant. The heat exchanger and the device mentioned are connected in series in the flow line. The return line connects the cooling consumer to the source of the compressed refrigerant via the heat exchanger.

Das als Vorrichtung zur Entspannung des Kältemittels verwendete Drosselventil ist einfach im Betrieb und betriebssicher, weil es keine bewegten Bauglieder aufweist. Die Verwendung des Drosselventils übt keinen negativen Einfluss auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der ganzen Anlage aus. Trotzdem kann mit einem solchen Drosselventil nur ein ungenügend wirksamer Drosselprozess realisiert werden, was zur Zunahme spezifischer Energieaufwände in der Anlage zur Durchführung des Kälteerzeugungsverfahrens führt, deren Hauptprozess die Drosselung ist. The throttle valve used as a device for relieving the refrigerant is simple to operate and reliable because it has no moving components. The use of the throttle valve has no negative impact on the service life and reliability of the entire system. Nevertheless, with such a throttle valve, an insufficiently effective throttling process can be realized, which leads to an increase in specific energy expenditure in the system for carrying out the refrigeration process, the main process of which is throttling.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Kälteerzeugungsverfahren und eine Anlage zu dessen Durchführung von solcher Bauart zu schaffen, die es gestatten, die Kälteleistung bei gegebenen Energieaufwänden zu erhöhen oder die Energieaufwände bei gegebener Kälteleistung bei einer genügend hohen Zuverlässigkeit der Anlage und kleinen Abmessungen derselben zu vermindern. The present invention has for its object to provide such a refrigeration method and a plant for its implementation of such a design that allow to increase the cooling capacity for given energy expenditure or the energy expenditure for a given cooling capacity with a sufficiently high reliability of the system and small dimensions to lessen it.

Den Fachleuten, welche in der Kälte- und Kryogentech-nik tätig sind, ist bekannt, dass der Fachausdruck »Kälteleistung« eine Kältemenge definiert, die von der Anlage in einer Zeiteinheit auf dem gegebenen Temperaturniveau erzeugt wird. The experts working in refrigeration and cryogenics are aware that the technical term "refrigeration capacity" defines a quantity of refrigeration that is generated by the system in one unit of time at the given temperature level.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Kälteerzeugungsverfahren und durch eine Anlage gelöst, welche gemäss den Merkmalen in den Ansprüchen 1 und 4 definiert sind. The object is achieved by a refrigeration process and by a system which are defined in accordance with the features in claims 1 and 4.

Durch eine Durchführung des Entspannungsprozesses nach Anspruch 1 wird dessen Wirksamkeit gegenüber dem Drosselprozess verbessert, weil die aus dem Entspannungsbereich abzuführende Schallenergie in bezug auf das entspannte Kältemittel eine äussere Arbeit ist. Die Grösse dieser Arbeit bestimmt eine mögliche zusätzliche Kälteleistung im vorgeschlagenen Entspannungsprozess. By carrying out the relaxation process according to claim 1, its effectiveness compared to the throttling process is improved because the sound energy to be removed from the relaxation area is external work in relation to the relaxed refrigerant. The size of this work determines a possible additional cooling capacity in the proposed relaxation process.

Es ist zweckmässig, dass die Schallenergie aus dem Entspannungsbereich durch ihre Umwandlung in eine Wärmeenergie abgeführt wird. It is expedient for the sound energy to be dissipated from the relaxation area by converting it into thermal energy.

Eine solche technische Lösung ermöglicht die Abführung der in Wärme umgewandelten Schallenergie aus dem Entspannungsbereich mit tieferer Temperatur zu einem eine höhere Temperatur aufweisenden Bereich der Anlage, was einer zusätzlichen Kälteerzeugung im Entspannungsbereich gleichwertig ist und die Kälteleistung der gesamten Anlage steigert, die das vorgeschlagene Kälteerzeugungsverfahren realisiert. Such a technical solution enables the sound energy converted into heat to be dissipated from the relaxation area at a lower temperature to an area of the system which has a higher temperature, which is equivalent to additional cooling in the relaxation area and increases the cooling capacity of the entire system which implements the proposed cooling method.

Solch eine technische Lösung ist besonders wichtig, weil der Faktor für die Umformung der Schallenergie in Wärmeenergie recht hoch ist. Such a technical solution is particularly important because the factor for converting the sound energy into thermal energy is quite high.

Es wird empfohlen, dass die Schallenergie aus dem Entspannungsbereich durch ihre Umwandlung in elektrische Energie abgeführt wird. It is recommended that the sound energy be removed from the relaxation area by converting it into electrical energy.

Im Ergebnis einer solchen Prozessführung wird es möglich, die umgewandelte Schallenergie mittels Elektroden über den Bereich des Tieftemperaturteils der Anlage hinaus abzu3 As a result of such a process control, it becomes possible to use electrodes to dissipate the converted sound energy beyond the range of the low-temperature part of the system3

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führen, in dem das Kälteerzeugungsverfahren durchgeführt wird, und im folgenden die abgeführte elektrische Energie zu benutzen, was gleichbedeutend mit einer Verminderung spezifischer Energieaufwände für die Kälteerzeugung ist. lead in which the refrigeration process is carried out, and in the following to use the dissipated electrical energy, which is synonymous with a reduction in specific energy expenditure for refrigeration.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Anlage weist sie eine genügende Wirksamkeit unter Beibehaltung der Zuverlässigkeit und der Einfachheit der Ausführung auf. Die genügende Wirksamkeit dieser Anlage ist dadurch bedingt, dass darin das oben beschriebene Verfahren zur Kälteerzeugung effektiv durchgeführt wird. Due to the proposed design of the system, it has a sufficient effectiveness while maintaining the reliability and simplicity of execution. The sufficient effectiveness of this system is due to the fact that the above-described process for refrigeration is carried out effectively.

Vorteilhaft ist, wenn die Anlage einzelne oder alle Merkmale der Ansprüche 5—9 aufweist. It is advantageous if the system has individual or all of the features of claims 5-9.

Eine bauliche Lösung nach Anspruch 5 bietet die Möglichkeit, die Schallenergie vom zur Umwandlung mechanischer Energie in Schallenergie bestimmten Gasstrahl-Wandler mit ihrer weiteren Umwandlung in Wärme sicher und recht einfach zu übertragen, die ans Aussenmedium abgegeben wird. A structural solution according to claim 5 offers the possibility of safely and quite simply transferring the sound energy from the gas jet converter intended for converting mechanical energy into sound energy with its further conversion into heat, which is given off to the external medium.

Es ist günstig, wenn bei der Anlage zur Durchführung des Kälteerzeugungsverfahrens auch die Merkmale nach Anspruch 6 zur Anwendung kommen. It is advantageous if the features according to claim 6 are also used in the system for carrying out the refrigeration process.

In dieser Weise wird erreicht, dass der Becher, welcher an einem Ende geschlossen und mit seinem offenen Ende dem genannten Gasstrahl-Wandler zugewandt ist, ein Wellenleiter ist, in dessen Innerem sich elastische Schwingungen des gasförmigen Mediums ausbreiten, die vom zur Umwandlung mechanischer Energie in Schallenergie bestimmte Gasstrahl-Wandler erzeugt werden. Hierbei geht die Energie elastischer Schwingungen in eine Wärme über, so dass das geschlossene Rohrende erhitzt wird, das mit dem Aussenmedium in Wärmekontakt steht, wodurch Wärme ans Aussenmedium abgeführt wird. In this way it is achieved that the cup, which is closed at one end and faces the aforementioned gas jet converter with its open end, is a waveguide, inside of which elastic vibrations of the gaseous medium spread, which are used to convert mechanical energy into Sound energy specific gas jet transducers are generated. The energy of elastic vibrations is converted into heat, so that the closed pipe end is heated, which is in thermal contact with the external medium, whereby heat is dissipated to the external medium.

Die zusätzlichen Merkmale nach Anspruch 6 ermöglichen ferner, dass die durch den stabförmigen Gasstrahl-Wellenstrahler ausgestrahlte Schallenergie in der zweiten Fokalzone der Entspannungskammer konzentriert und in Wärme umgewandelt wird. Über das wärmeleitende Bauelement wird sie ans Aussenmedium abgeführt, so dass das in der Kammer entspannte Kältemittel abgekühlt wird. The additional features according to claim 6 further enable the sound energy emitted by the rod-shaped gas jet wave radiator to be concentrated in the second focal zone of the relaxation chamber and converted into heat. It is dissipated to the external medium via the heat-conducting component, so that the refrigerant expanded in the chamber is cooled.

Die Lösung nach Anspruch 7 macht es möglich, aus der Kammer zur Entspannung des Kältemittels Energie nicht in Form von Wärme, sondern in Form einer elektrischen Energie abzuführen, was bei weiterer Verwertung der abgeführten Elektroenergie für den Energiebedarf der Anlage besonders vorteilhaft ist, die das Kälteerzeugungsverfahren realisiert. The solution according to claim 7 makes it possible to dissipate energy from the chamber for expanding the refrigerant, not in the form of heat, but in the form of electrical energy, which is particularly advantageous for the energy requirement of the system, which is the refrigeration process, if the discharged electrical energy is used further realized.

Die im Anspruch 8 angegebene technische Lösung ermöglicht die Ausstrahlung der maximalen Leistung bei der Entspannung des Kältemittels im stabförmigen Gasstrahl-Schallstrahler. The technical solution specified in claim 8 enables the maximum power to be emitted when the refrigerant is expanded in the rod-shaped gas jet sound emitter.

Wird die Beziehung t> 0,55 erfüllt, so findet eine Zerstörung der Grenzschicht statt, die sich auf der Aussenfläche des Stabes beim Austritt des Kältemittelstrahls aus der Düse bildet. Dies trägt zur Erhöhung der auszustrahlenden Wellenleistung bei. If the relationship t> 0.55 is met, the boundary layer is destroyed, which forms on the outer surface of the rod when the refrigerant jet emerges from the nozzle. This contributes to increasing the wave power to be radiated.

Schliesslich ermöglicht eine Lösung nach Anspruch 9, die Bauart der beschriebenen Anlage zur Entspannung des Kältemittels und damit den Aufbau der gesamten Anlage zu vereinfachen. Finally, a solution according to claim 9 makes it possible to simplify the design of the system described for expanding the refrigerant and thus to simplify the construction of the entire system.

Dies lässt sich dadurch erklären, dass die vom stabförmigen Gasstrahl-Schallstrahler ausgestrahlte Schallenergie im Resonator in Wärme umgewandelt und unmittelbar aus dem Resonator ans Aussenmedium abgeleitet wird, d.h. es wird vermieden, dass die Schallenergie zum Schallenergiewandler hin gerichtet wird, dessen Funktion der Resonator ausübt, der mit einem Kühlmittel versehen ist. This can be explained by the fact that the sound energy emitted by the rod-shaped gas jet sound emitter is converted into heat in the resonator and is dissipated directly from the resonator to the external medium, i.e. it is avoided that the sound energy is directed towards the sound energy converter, the function of which is performed by the resonator, which is provided with a coolant.

Somit wird durch das vorgeschlagene Kälteerzeugungsverfahren und die Anlage zu seiner Durchführung ermöglicht, die Kälteleistung bei gegebenen Energieaufwänden zu erhöhen oder die Energieaufwände für die Kälteerzeugung unter Beibehaltung der früher erreichten Kälteleistung zu senken. All dies wird gewährleistet durch Ausnutzung eines besser umkehrbaren Entspannungsprozesses und technischer Lösungen, durch die dieser Prozess realisiert wird. Thus, the proposed refrigeration method and the system for its implementation make it possible to increase the refrigeration capacity for given energy expenditure or to reduce the energy expenditure for refrigeration while maintaining the previously achieved refrigeration capacity. All of this is ensured through the use of a more reversible relaxation process and technical solutions through which this process is realized.

Darüberhinaus wird eine ausreichend hohe Zuverlässigkeit der Anlage zur Durchführung des Kälteerzeugungsverfahrens ohne Vergrösserung deren Abmessungen garantiert. In addition, a sufficiently high reliability of the system for carrying out the refrigeration process without enlarging its dimensions is guaranteed.

Die erwähnten Vorteile der Erfindung werden nachstehend an Hand von konkreten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. The advantages of the invention mentioned are explained below with reference to specific embodiments with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt It shows

Fig. 1 Schaltbild einer Anlage zur Durchführung des er-findungsgemässen Kälteerzeugungsverfahrens; 1 is a circuit diagram of a system for carrying out the refrigeration method according to the invention;

Fig. 2 eine Anlage im Teillängsschnitt zur Entspannung des Kältemittels in vergrössertem Massstab, wobei der Schallenergiewandler als Becher ausgebildet ist, und die Linie eines Teils des Direktstromes in Form einer Spiralwindung erscheint; 2 shows a plant in partial longitudinal section for expanding the refrigerant on an enlarged scale, the acoustic energy converter being designed as a cup, and the line of part of the direct flow appearing in the form of a spiral turn;

Fig. 3 schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Entspannung des Kältemittels mit einer Kammer in Form eines Ellipsoids, wobei der Schallenergiewandler als wärmeleitendes Bauelement ausgeführt ist und die Leitung eines Teils des Vorlaufs in Form einer Spiralwindung erscheint; 3 shows a schematic representation of a device for expanding the refrigerant with a chamber in the form of an ellipsoid, the acoustic energy converter being designed as a heat-conducting component and the conduction of part of the flow appearing in the form of a spiral turn;

Fig. 4 schematisch eine Vorrichtung zur Entspannung des Kältemittels mit einer Kammer in Form eines Ellipsoids, wobei der Schallenergiewandler als bekannter akustischelektrischer Wandler ausgeführt ist; 4 schematically shows a device for expanding the refrigerant with a chamber in the form of an ellipsoid, the acoustic energy converter being designed as a known acoustic-electrical converter;

Fig. 5 schematisch eine Vorrichtung zur Entspannung des Kältemittels mit einer Kammer in Gestalt eines Ellipsoids und mit stabförmigen Gasstrahl-Schallstrahler in der Form eines Stabes mit einem Resonator und mit einer den Stab umgebenden Düse, wobei der Stab und die Düse entlang der Hauptachse des Ellipsoids angeordnet sind, und Fig. 5 schematically shows a device for relaxing the refrigerant with a chamber in the form of an ellipsoid and with rod-shaped gas jet sound emitter in the form of a rod with a resonator and with a nozzle surrounding the rod, the rod and the nozzle along the main axis of the ellipsoid are arranged, and

Fig. 6 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 5, wobei jedoch der Resonator ein Kühlmittel aufweist und die Leitung eines Teils des Vorlaufs in Form einer Spiralwindung schematisch dargestellt ist. Fig. 6 is a representation similar to Fig. 5, but with the resonator having a coolant and the conduction of part of the flow is shown schematically in the form of a spiral turn.

Das erfmdungsgemässe Kälteerzeugungsverfahren wird wie folgt durchgeführt. The refrigeration process according to the invention is carried out as follows.

Man verdichtet ein gasförmiges Kältemittel isotherm bei der Umgebungstemperatur auf einen Druck, der um ein Mehrfaches den kritischen Druck dieses gasförmigen Kältemittels übersteigt, so dass ein Vorlauf gebildet wird. Der Vorlauf des verdichteten Kältemittels wird dann durch einen Rücklauf dieses Kältemittels auf eine durch wärmephysikalische Eigenschaften des Kältemittels bestimmte Temperatur abgekühlt, worauf mindestens ein Teil des Vorlaufs entspannt und nachher der Vorlauf an den Kälteverbraucher abgeleitet wird. A gaseous refrigerant is compressed isothermally at ambient temperature to a pressure which is several times higher than the critical pressure of this gaseous refrigerant, so that a flow is formed. The supply of the compressed refrigerant is then cooled by a return of this refrigerant to a temperature determined by the physical properties of the refrigerant, whereupon at least part of the supply is relaxed and afterwards the supply is diverted to the cooling consumer.

Im Kälteverbraucher wird der Vorlauf des Kältemittels durch Entnahme von Wärme aus dem Kälteverbraucher erhitzt und in einen Rücklauf umgewandelt, der weiter zur Verdichtung gelangt. Dabei erfolgt die Entspannung mindestens eines Teils des Vorlaufs unter Erzeugung einer Sehallenergie, die aus dem Entspannungsbereich durch ihre Umwandlung in eine andere Energieform abgeführt wird. Im ersten Fall der Durchführung des Kälteerzeugungsverfahrens nach der Erfindung wird die erzeugte Schallenergie aus dem Entspannungsbereich durch ihre Umwandlung in Wärmeenergie abgeführt. Im anderen Fall der Durchführung des er-findungsgemässen Verfahrens wird die erzeugte Schallenergie aus dem Entspannungsbereich durch ihre Umwandlung in eine elektrische Energie abgeführt. In the refrigeration consumer, the flow of the refrigerant is heated by taking heat from the refrigeration consumer and converted into a return, which is further compressed. The relaxation of at least part of the flow takes place with the generation of visual energy which is dissipated from the relaxation area by its conversion into another form of energy. In the first case of carrying out the refrigeration method according to the invention, the sound energy generated is discharged from the relaxation area through its conversion into thermal energy. In the other case of carrying out the method according to the invention, the sound energy generated is discharged from the relaxation area by its conversion into electrical energy.

Das erfmdungsgemässe Kälteerzeugungsverfahren wird im folgenden bei der Behandlung der Wirkungsweise der The refrigeration method according to the invention is described below in the treatment of the mode of action

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

657 446 657 446

Anlage zur Durchführung des Kälteerzeugungsverfahrens näher betrachtet. Plant for performing the refrigeration process considered in more detail.

Die Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Kälteerzeugungsverfahrens ist wie folgt ausgeführt. The system for carrying out the refrigeration method according to the invention is designed as follows.

Die Anlage enthält eine als Kompressor ausgebildete Quelle 1 (Fig. 1) für verdichtetes Kältemittel. The system contains a source 1 (FIG. 1) designed as a compressor for compressed refrigerant.

Im vorliegenden Fall dient als Kältemittel gasförmiges Helium. In the present case, gaseous helium is used as the refrigerant.

Vom Kompressor 1 weg führt eine Vorlaufleitung 2 und zu diesem hin eine Rücklaufleitung 3, welche als konventionelle Rohrleitungen ausgebildet sind. A flow line 2 leads away from the compressor 1 and to this a return line 3, which are designed as conventional pipelines.

Die Anlage enthält auch ein mit dem Kompressor 1 über die Vorlaufleitung 2 verbundenes Kühlsystem 4 und einen Kälteverbraucher 5, der mit dem Kühlsystem 4 ebenfalls über die Leitung 2 und mit dem Kompressor 1 über die Rücklaufleitung 3 in Verbindung steht, die das Kühlsystem 4 passiert. The system also contains a cooling system 4 connected to the compressor 1 via the supply line 2 and a cooling consumer 5, which is connected to the cooling system 4 also via line 2 and to the compressor 1 via the return line 3, which passes through the cooling system 4.

Das Kühlsystem 4 weist drei Kühlstufen 6,7,8 auf, die längs der Vorlaufleitung 2 hintereinander angeordnet sind. Die Strömungsrichtung im Vorlauf in Fig. 1 ist durch den Pfeil A angedeutet. The cooling system 4 has three cooling stages 6, 7, 8, which are arranged one behind the other along the feed line 2. The direction of flow in the flow in Fig. 1 is indicated by the arrow A.

Die Kühlstufen 6,7, 8 sind miteinander, mit dem Kompressor 1 und mit dem Kälteverbraucher 5 über die Vorlaufleitung 2 und Rücklaufleitung 3 verbunden. The cooling stages 6, 7, 8 are connected to one another, to the compressor 1 and to the cooling consumer 5 via the feed line 2 and return line 3.

In anderen Fällen kann man nur eine Kühlstufe oder mehr als drei Kühlstufen verwenden. In other cases, only one cooling level or more than three cooling levels can be used.

Die Anzahl der Kühlstufen wird durch die Eigenschaften des in der Anlage zirkulierenden Kältemittels sowie durch die Anforderungen an deren Zuverlässigkeit und energetische Effektivität festgelegt. The number of cooling stages is determined by the properties of the refrigerant circulating in the system as well as the requirements for their reliability and energetic effectiveness.

Die — in Richtung A des Vorlaufs gesehen — erste Kühlstufe 6 enthält zwei Wärmeaustauscher 9,10 bekannter Bauart, die in Richtung A des Vorlaufs ebenfalls hintereinander angeordnet sind. The first cooling stage 6, as seen in direction A of the flow, contains two heat exchangers 9, 10 of known design, which are also arranged one behind the other in direction A of the flow.

Die Kühlstufe 6 besitzt auch eine Expansionsmaschine 11, die zur Entspannung eines Teils des Vorlaufs bestimmt ist. Die Expansionsmaschine 11 hat eine beliebige dazu geeignete Bauart. The cooling stage 6 also has an expansion machine 11 which is designed to relax part of the flow. The expansion machine 11 has any type suitable for this.

Die Expansionsmaschine 11 ist mit ihrem Eintritt 12 an die Vorlaufleitung 2 an einem Abschnitt zwischen den Wärmeaustauschern 9 und 10 und mit ihrem Austritt 13 an die Rücklaufleitung 3 an einem Abschnitt zwischen dem Wärmeaustauscher 10 und der Kühlstufe 7 angeschlossen. The expansion machine 11 is connected with its inlet 12 to the flow line 2 at a section between the heat exchangers 9 and 10 and with its outlet 13 to the return line 3 at a section between the heat exchanger 10 and the cooling stage 7.

Die Kühlstufe 7 enthält zwei Wärmeaustauscher 14 und 15, die wie auch die Wärmeaustauscher 9,10 in Richtung A des Vorlaufs hintereinander angeordnet sind, und eine Expansionsmaschine 16. Diese ist zur Entspannung eines Teils des Vorlaufs bestimmt und hat eine beliebige, dazu geeignete Bauart. The cooling stage 7 contains two heat exchangers 14 and 15, which, like the heat exchangers 9, 10, are arranged one behind the other in the direction A of the flow, and an expansion machine 16. This is designed to relax part of the flow and has any suitable design.

Der Eintritt 17 der Expansionsmaschine 16 ist an die Vorlaufleitung 2 an einem Abschnitt zwischen den Wärmeaustauschern 14 und 15 und der Austritt 18 der Expansionsmaschine 16 an die Rücklaufleitung 3 an einem Abschnitt zwischen dem Wärmeaustauscher 15 und der Kühlstufe 8 angeschlossen. The inlet 17 of the expansion machine 16 is connected to the flow line 2 at a section between the heat exchangers 14 and 15 and the outlet 18 of the expansion machine 16 to the return line 3 at a section between the heat exchanger 15 and the cooling stage 8.

Die Kühlstufe 8 enthält einen Wärmeaustauscher 19 bekannter Bauart, der — in Richtung A des Vorlaufs gesehen — hinter den Wärmeaustauschern 14 und 15 angeordnet ist, und eine Vorrichtung 20 zur Entspannung des Kältemittels, die an die Vorlaufleitung an einem Abschnitt zwischen dem Wärmeaustauscher 19 und dem Kälteverbraucher 5 angeschlossen ist. The cooling stage 8 contains a heat exchanger 19 of a known type, which - viewed in the direction A of the flow - is arranged behind the heat exchangers 14 and 15, and a device 20 for expansion of the refrigerant, which is connected to the flow line at a section between the heat exchanger 19 and the Cold consumer 5 is connected.

Als Kälteverbraucher 5 dient eine wärmeabgebende Abschirmung, die mit demselben Bezugszeichen 5 bezeichnet ist und eine beliebige bekannte Bauart hat. Der Kälteverbraucher 5 ist zur Kälteentnahme aus dem Direktstrom und zur Formierung eines Rücklaufs in Richtung B bestimmt, der die Kühlstufen 8,7,6 der Reihe nach durchfliesst und mit der Quelle 1 des verdichteten Kältemittels verbunden ist. A heat-emitting shield, which is identified by the same reference number 5 and has any known design, serves as the cooling consumer 5. The cold consumer 5 is intended for taking cold from the direct stream and for forming a return in direction B, which flows through the cooling stages 8, 7, 6 in sequence and is connected to the source 1 of the compressed refrigerant.

Die Vorrichtung 20 zur Entspannung des Kältemittels enthält eine mit der Vorlaufleitung 2 über eine Austrittsöffnung (nicht gezeigt) verbundene Kammer 20a und einen in der Kammer 20a angeordneten zur Umwandlung mechanischer Energie in Schallenergie bestimmten Gasstrahl-Wand-ler 21, der an die Vorlaufleitung 2 angeschlossen ist, und einen in der Kammer 20a angeordneten Schallenergiewandler 22, der mit dem genannten Gasstrahl-Wandler (21) in Verbindung sowie mit dem Aussenmedium in energetischem Kontakt steht, dessen Temperaturniveau das Temperaturniveau des Gasstrahl-Wandlers 21 überschreitet. Im vorliegenden Fall ist das Aussenmedium ein Teil des Vorlaufs, der aus der Vorlaufleitung 2 am Abschnitt zwischen den Wärmeaustauschern 14 und 15 austritt, eine als übliche Rohrleitung (mit gleichem Bezugzeichen 23 bezeichnet) ausgeführte Leitung 23 durchströmt und die Aussenfläche des Schallenergiewandlers 22 umgibt. Die Leitung 23 des Vorlaufteils ist weiter mit dem Eintritt 17 der Expansionsmaschine 16 verbunden. The device 20 for expanding the refrigerant contains a chamber 20a connected to the feed line 2 via an outlet opening (not shown) and a gas jet converter 21 which is arranged in the chamber 20a and is intended for converting mechanical energy into sound energy and is connected to the feed line 2 and a sound energy converter 22 arranged in the chamber 20a, which is in energetic contact with said gas jet converter (21) and with the external medium, the temperature level of which exceeds the temperature level of the gas jet converter 21. In the present case, the external medium is part of the flow, which emerges from the flow line 2 at the section between the heat exchangers 14 and 15, flows through a line 23 designed as a conventional pipeline (designated by the same reference number 23) and surrounds the outer surface of the acoustic energy converter 22. The line 23 of the flow part is further connected to the inlet 17 of the expansion machine 16.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist der Schallenergiewandler 22 als Becher ausgebildet, der mit gleichem Bezugzeichen 22 bezeichnet ist und ein geschlossenes Ende 24 und ein offenes Ende 25 aufweist. Das geschlossene Ende 24 des Bechers 22 ist am weitesten vom Gasstrahl-Wandler 21 entfernt und steht mit dem Aussenmedium in Wärmekontakt, während das offene Ende des Bechers 22 dem Gasstrahl-Wandler 21 so zugewandt ist, dass das Maximum der vom Wandler 21 ausgestrahlten Wellenenergie durch den Innenraum des Bechers 22 zu dessen geschlossenem Ende 24 übertragen wird. Der Wärmekontakt des geschlossenen Endes 24 des Bechers 22 mit dem oben erwähnten Aussenmedium ist durch Wärmeübertragung zum Teil des Vorlaufs hin hergestellt, welcher durch die Leitung 23 fliesst. As can be seen from FIG. 2, the acoustic energy converter 22 is designed as a cup, which is identified by the same reference number 22 and has a closed end 24 and an open end 25. The closed end 24 of the cup 22 is farthest from the gas jet converter 21 and is in thermal contact with the external medium, while the open end of the cup 22 faces the gas jet converter 21 in such a way that the maximum of the wave energy emitted by the converter 21 passes through the interior of the cup 22 is transferred to its closed end 24. The heat contact of the closed end 24 of the cup 22 with the above-mentioned external medium is produced by heat transfer to the part of the flow which flows through the line 23.

Bei einer anderen Ausführungsform nach Fig. 3 enthält die Vorrichtung 20 zur Entspannung des Kältemittels eine Kammer 26, die in Form eines Ellipsoids ausgebildet ist, in dessen — in Richtung des Vorlaufs gesehen — erster Fokalzone 27 der zur Umwandlung mechanischer Energie in Schallenergie bestimmte Gasstrahl-Wandler 21 angeordnet ist, der als stabförmiger Gasstrahl-Wellenstrahler ausgeführt ist, der mit gleichem Bezugzeichen 21 bezeichnet und mit der Vorlaufleitung 2 verbunden ist. Der Schallenergiewandler 22a ist in der anderen Fokalzone 28 der Kammer 26 angeordnet und als wärmeleitendes Bauelement einer beliebigen bekannten Bauart ausgeführt, das durch gleiches Bezugzeichen 22a bezeichnet, entlang der Hauptachse 26a des Ellipsoids angeordnet ist und aus der Kammer 26 mit seinem einen Ende 29 herausragt, das mit dem Aussenmedium in Wärmekontakt steht. Die Kammer 26 weist eine Eintrittsöffnung 30 und zwei Öffnungen 31 zum Austritt der Leitung 2 des im stabförmigen Gasstrahl-Wellenstrahlers 21 entspannten Vorlaufs auf. In another embodiment according to FIG. 3, the device 20 for expanding the refrigerant contains a chamber 26 which is designed in the form of an ellipsoid, in the first focal zone 27 of which, as viewed in the direction of the advance, the gas jet intended for converting mechanical energy into sound energy. Transducer 21 is arranged, which is designed as a rod-shaped gas jet wave radiator, which is designated by the same reference numeral 21 and is connected to the feed line 2. The acoustic energy converter 22a is arranged in the other focal zone 28 of the chamber 26 and is designed as a heat-conducting component of any known type, which is designated by the same reference number 22a, is arranged along the main axis 26a of the ellipsoid and projects out of the chamber 26 with its one end 29, that is in thermal contact with the outside medium. The chamber 26 has an inlet opening 30 and two openings 31 for the outlet of the line 2 of the forward flow relaxed in the rod-shaped gas jet wave radiator 21.

Der Wärmekontakt des aus der Kammer 26 herausragenden Endes 29 des wärmeleitenden Bauelementes 22 mit dem oben erwähnten Aussenmedium ist hergestellt durch Wärmeübertragung zu einem Vorlaufteil hin, welcher durch die Leitung 23 fliesst. The thermal contact of the end 29 of the heat-conducting component 22 protruding from the chamber 26 with the above-mentioned external medium is produced by heat transfer to a flow part which flows through the line 23.

Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung zur Entspannung des Kältemittels enthält ebenfalls eine Kammer 26, die in Form eines Ellipsoids ausgebildet ist, in dessen — in Richtung des Vorlaufs gesehen — erster Fokalzone 27 ein zur Umwandlung mechanischer Energie in Wellenenergie bestimmter Gasstrahl-Wandler 21 angeordnet ist, der auch als stabförmiger Gasstrahl-Schallstrahler (mit gleichem Bezugzeichen 21 bezeichnet) ausgeführt ist und mit der Vorlaufleitung 2 in Verbindung steht, sowie einen in der anderen Fokalzone 28 The device for expanding the refrigerant shown in FIG. 4 also contains a chamber 26 which is designed in the form of an ellipsoid, in the first focal zone 27 of which, viewed in the direction of the advance, a gas jet converter 21 intended for converting mechanical energy into wave energy is arranged which is also designed as a rod-shaped gas jet sound emitter (designated by the same reference number 21) and is connected to the flow line 2, and one in the other focal zone 28

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

657 446 657 446

6 6

angeordneten Schallenergiewandler 32, der als bekannter akustisch-elektrischer Wandler (mit gleichem Bezugzeichen 32 bezeichnet) ausgebildet ist und mit dem Aussenmedium in elektrischem Kontakt steht. arranged acoustic energy converter 32, which is designed as a known acoustic-electrical converter (with the same reference numeral 32) and is in electrical contact with the external medium.

Die Kammer 26 weist eine Eintrittsöffnung 30 und Öffnungen 31 zum Austritt der Leitung 2 des im stabförmigen Gasstrahl-Schallstrahler 21 entspannten Vorlaufs auf. The chamber 26 has an inlet opening 30 and openings 31 for the outlet of the line 2 of the flow relaxed in the rod-shaped gas jet sound emitter 21.

Der elektrische Kontakt des akustisch-elektrischen Wandlers 32 mit dem obenerwähnten Aussenmedium ist hergestellt durch Übertragung elektrischer Energie mit Hilfe von Leitern 33,34 über die Kammer 26 hinaus, wo sie mit einem Elektroenergieverbraucher 35 über Klemmen 36 verbunden sind, der als Bestandteil des in bezug auf die genannte Vorrichtung 20 äusseren Mediums auftritt. The electrical contact of the acoustic-electrical transducer 32 with the above-mentioned external medium is established by the transmission of electrical energy by means of conductors 33, 34 beyond the chamber 26, where they are connected to an electrical energy consumer 35 via terminals 36, which is part of the reference occurs on said device 20 outer medium.

Der in der Kammer 26 untergebrachte ellipsoidförmige Gasstrahl-Schallstrahler 21 nach Fig. 5 stellt — entlang der Hauptachse 26a des Ellipsoids angeordnet — einen Stab, der an seinem Ende 38 einen Resonator 31 trägt und eine mit der Direktstromleitung 2 verbundene und den Stab 37 umgebende, sich verjüngende Düse 40, dar, deren Austrittsquerschnitt sich in einem gewissen Abstand vom offenen Ende 42 des Resonators 39 befindet. 5, arranged in the chamber 26, arranged in the chamber 26 along the main axis 26a of the ellipsoid, has a rod which carries a resonator 31 at its end 38 and a rod connected to the direct current line 2 and surrounding the rod 37. tapering nozzle 40, whose outlet cross section is at a certain distance from the open end 42 of the resonator 39.

Der Stab 37 weist an seiner Aussenfläche eine zylindrische Erhebung 43 auf, die im Bereich des Austrittsquerschnittes 41 der Düse 40 mit einem Spalt 44 relativ zur Innenfläche der Düse 40 im Austrittsquerschnitt 41 angeordnet Ist. Die Grösse des Spaltes 44 wird in Abhängigkeit von der Breite der zylindrischen Erhebung 43, dem Durchmesser des Stabs 37 innerhalb der Düse 40, dem Durchmesser des Stabes 37 an dessen Ende 38 ausserhalb der Düse 40 und dem Innendurchmesser der sich verjüngenden Düse im Austrittsquerschnitt 41 durch folgende Beziehung bestimmt: The rod 37 has on its outer surface a cylindrical elevation 43 which is arranged in the region of the outlet cross section 41 of the nozzle 40 with a gap 44 relative to the inner surface of the nozzle 40 in the outlet cross section 41. The size of the gap 44 is a function of the width of the cylindrical elevation 43, the diameter of the rod 37 inside the nozzle 40, the diameter of the rod 37 at its end 38 outside the nozzle 40 and the inside diameter of the tapering nozzle in the outlet cross section 41 determines the following relationship:

S =0,5 (dc—dcT) und t=0,5(dcT—d)ist, wobei t > 0,58 ist; hierin bedeuten: S = 0.5 (dc-dcT) and t = 0.5 (dcT-d), where t> 0.58; here mean:

5 — Grösse des Spaltes 44 in m; 5 - size of the gap 44 in m;

dc — Innendurchmesser der sich verjüngenden Düse 40 dc - inner diameter of the tapered nozzle 40

im Austrittsquerschnitt 41 in m; d — Durchmesser des Stabes 37 innerhalb der Düse 40 in m; in the outlet cross section 41 in m; d - diameter of the rod 37 within the nozzle 40 in m;

t — Breite der zylindrischen Erhebung 43 in m; dcT — Durchmesser des Stabs 37 an dessen Ende 38 ausserhalb der Düse in m. t - width of the cylindrical elevation 43 in m; dcT - diameter of the rod 37 at its end 38 outside the nozzle in m.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 stellt der in der el-lipsoidförmigen stabförmigen Gasstrahl-Strahler 21 — entlang der Hauptachse 26a des Ellipsoids angeordnet — einen Stab 37, der an seinem Ende 38 einen Resonator trägt, und eine mit der Vorlaufleitung 2 verbundene und den Stab 37 umgebende, sich verjüngende Düse 40 dar, deren Austrittsquerschnitt 41 sich in einem gewissen Abstand vom offenen Ende 42 des Resonators 39 befindet, während am geschlossenen Ende des Resonators ein Kühlmittel 45 vorhanden ist, das mit dem Aussenmedium in Wärmekontakt steht. In the embodiment according to FIG. 6, the rod-shaped gas jet radiator 21 in the el-lipoid-shaped rod - arranged along the main axis 26a of the ellipsoid - provides a rod 37, which carries a resonator at its end 38, and one which is connected to the flow line 2 and which Rod 37 surrounding, tapering nozzle 40, the outlet cross section 41 is located at a certain distance from the open end 42 of the resonator 39, while at the closed end of the resonator there is a coolant 45 which is in thermal contact with the external medium.

Das Kühlmittel 45 ist in Form von Rippen ausgeführt, die mit gleichem Bezugzeichen 45 bezeichnet sind und sich von der Stirnseite des Resonators in Richtung der Hauptachse 26a des Ellipsoids und von der Mantelfläche des Resonators in der zur Hauptachse 26a des Ellipsoids senkrechten Richtung erstrecken. Der Wärmekontakt des Kühlmittels 45 mit dem Aussenmedium wird hergestellt durch Wärmeübertragung. Als Aussenmedium tritt hierbei ein Teil des Vorlaufs auf, welcher über die Leitung 23 ins Innere der Kammer 26 über Öffnungen gelangt, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind. The coolant 45 is designed in the form of ribs, which are designated by the same reference symbol 45 and extend from the front side of the resonator in the direction of the main axis 26a of the ellipsoid and from the outer surface of the resonator in the direction perpendicular to the main axis 26a of the ellipsoid. The thermal contact of the coolant 45 with the external medium is produced by heat transfer. Part of the flow occurs as the external medium, which reaches the interior of the chamber 26 via the line 23 via openings which are not shown in the drawing.

Die vorgeschlagene Anlage zur Durchführung des Kälteerzeugungsverfahrens funktioniert folgendermassen. The proposed plant for performing the refrigeration process works as follows.

Ein Kältemittel, z.B. gasförmiges Helium, wird im Kompressor 1 auf einen Druck von 25 bis 30 bar bei der Umgebungstemperatur verdichtet und bildet dabei einen Vorlauf, A refrigerant, e.g. gaseous helium, is compressed in the compressor 1 to a pressure of 25 to 30 bar at ambient temperature and forms a flow,

der über die Vorlaufleitung 2 in Richtung A durch das Kühlsystem 4 und in den Kälteverbraucher 5 gelangt. Im Kühlsystem 4 durchfliesst der Vorlauf hintereinander die Stufen 6, 7, 8, wo er durch einen Rücklauf gekühlt wird, der über die Rücklaufleitung 3 in Richtung B strömt. which arrives via the flow line 2 in direction A through the cooling system 4 and into the cooling consumer 5. In the cooling system 4, the flow flows through stages 6, 7, 8 one after the other, where it is cooled by a return flow that flows in the direction B via the return line 3.

In der — in Richtung A des Vorlaufs gesehen — ersten Kühlstufe 6 wird der Vorlauf in den Wärmeaustauschern 9, In the first cooling stage 6, as seen in the direction A of the flow, the flow in the heat exchangers 9,

10 auf eine Temperatur abgekühlt, die um das 2 bis 3fache gringer als die Umgebungstemperatur ist, und an die Kühlstufe 7 weitergeleitet. Hierbei gelangt ein Teil des Vorlaufs zum Eintritt 12 der Expansionsmaschine 11, wird in der Expansionsmaschine 11 auf einen Druck von 1,2 bis 1,3 bar entspannt und über den Austritt 13 der Expansionsmaschine 10 cooled to a temperature which is 2 to 3 times higher than the ambient temperature, and passed on to the cooling stage 7. Here, part of the flow reaches the inlet 12 of the expansion machine 11, is expanded in the expansion machine 11 to a pressure of 1.2 to 1.3 bar and via the outlet 13 of the expansion machine

11 an die Rücklaufleitung 3 am Abschnitt zwischen dem Wärmeaustauscher 10 und der Kühlstufe 10 geleitet. 11 passed to the return line 3 at the section between the heat exchanger 10 and the cooling stage 10.

In der Kühlstufe 7 wird der Vorlauf einer aufeinanderfolgenden Abkühlung in den Wärmeaustauschern 14 und 15 auf eine Temperatur ausgesetzt, die um das 14 bis 15fache tiefer als die Umgebungstemperatur ist, und der Kühlstufe 8 zugeleitet. Dabei wird ein Teil des Vorlaufs über die Leitung 23 dem Eintritt 17 der Expansionsmaschine 16 zugeführt, in dieser auf einen Druck von 1,2 bis 1,3 bar entspannt und über den Ausgang 18 der Expansionsmaschine 11 an die RückStromleitung 3 am Abschnitt zwischen dem Wärmeaustauscher 15 und der Kühlstufe 8 geleitet. In cooling stage 7, the flow is subjected to successive cooling in heat exchangers 14 and 15 to a temperature which is 14 to 15 times lower than the ambient temperature, and is fed to cooling stage 8. Part of the flow is fed via line 23 to the inlet 17 of the expansion machine 16, in which it is expanded to a pressure of 1.2 to 1.3 bar, and via the outlet 18 of the expansion machine 11 to the return flow line 3 at the section between the heat exchanger 15 and the cooling stage 8 passed.

In der Kühlstufe 8 wird der übrige Teil des Vorlaufs im Wärmeaustauscher 19 auf eine der kritischen naheliegende Temperatur gekühlt und der Vorrichtung 20 zur Entspannung des Kältemittels zugeführt und weiter an den Kälteverbraucher 5 geleitet, wo dieser Vorlaufteil durch den Entzug einer Wärme aus dem Kälteverbraucher 5 erwärmt wird und einen Rücklauf entspannten Heliums bildet, der über die Rücklaufleitung durch die Kühlstufen 8,7,6 zum Eintritt des Kompressors 1 fliesst. In the cooling stage 8, the remaining part of the flow in the heat exchanger 19 is cooled to a temperature that is close to the critical one and fed to the device 20 for relieving the refrigerant and passed on to the cooling consumer 5, where this flow part heats up by removing heat from the cooling consumer 5 is and forms a return of relaxed helium, which flows through the return line through the cooling stages 8,7,6 to the inlet of the compressor 1.

In der Vorrichtung 20 zur Entspannung des Kältemittels wird bei einer der kritischen naheliegenden Temperatur die Entspannung des Direktstromes auf einen Druck von 1,2 bis 1,3 bar unter Erzeugung einer Schallenergie im zur Umwandlung mechanischer Energie in Wellenenergie bestimmten Gasstrahl-Wandler 21 vorgenommen, die aus dem Entspannungsbereich durch ihre Umwandlung in eine andere Energieform im Wellenenergiewandler 22 abgeführt wird. In the device 20 for expansion of the refrigerant, the expansion of the direct flow to a pressure of 1.2 to 1.3 bar is carried out at a critical temperature close to, producing sound energy in the gas jet converter 21 intended for converting mechanical energy into wave energy is dissipated from the relaxation area by converting it into another form of energy in the wave energy converter 22.

Die Abführung der umgewandelten Energie erfolgt durch den energetischen Kontakt des Schallenergiewandlers 22 mit dem Aussenmedium. Die Wellenverbindung zwischen dem Gasstrahl-Wandler 21 und dem Wellenenergiewandler 22 sichert grösstmögliche Abführung der Wellenenergie, indem sie in eine andere Energieform umgewandelt wird. The converted energy is dissipated through the energetic contact of the acoustic energy converter 22 with the external medium. The wave connection between the gas jet converter 21 and the wave energy converter 22 ensures the greatest possible dissipation of the wave energy by converting it into another form of energy.

Bei der Ausführung der Vorrichtung 20 zur Entspannung des Kältemittels nach Fig. 2 wird die vom Gasstrahl-Wandler 21 erzeugte Schallenergie über den Schallenergiewandler 22 hinweg durch dessen offenes Ende 25 übertragen, der in diesem Fall als Wellenleiter dient, und sie geht infolge Ab-sorbtionserscheinungen in eine Wärme an dem geschlossenen Ende 24 des Wandlers 22 über. Die freigesetzte Wärme wird durch die Wärmeübertragung ans Aussenmedium abgeleitet, das ein Teil des Vorlaufs ist, der über die Leitung 23 strömt. Im Ergebnis wird das in der genannten Vorrichtung 2, the sound energy generated by the gas jet converter 21 is transmitted over the sound energy converter 22 through its open end 25, which in this case serves as a waveguide, and it goes as a result of absorption phenomena into heat at the closed end 24 of the transducer 22. The heat released is dissipated by the heat transfer to the external medium, which is part of the flow that flows via line 23. As a result, this is in the device mentioned

20 entspannte Helium abgekühlt. 20 relaxed helium cooled.

Bei einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 3 wird in der Vorrichtung 20 der Vorlauf in Richtung A der Kammer 26 zugeführt und im stabförmigen Gasstrahl-Schallstrahler In a further embodiment according to FIG. 3, the flow in the direction A is fed to the chamber 26 in the device 20 and in the rod-shaped gas jet sound emitter

21 unter Erzeugung einer Schallenergie entspannt. Die erzeugte Schallenergie wird durch an den Wänden der Kammer 26 wirkende Reflexionserscheinungen in der zweiten Fokalzone 28 auf der Oberfläche des wärmeleitenden Bauelementes 22a konzentriert und geht in eine Wärme infolge Ab- 21 relaxed to generate a sound energy. The sound energy generated is concentrated by reflection phenomena acting on the walls of the chamber 26 in the second focal zone 28 on the surface of the heat-conducting component 22a and goes into heat as a result of

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

7 7

657 446 657 446

sorbtionserscheinungen über, welche durch die Wärmeleitung des Bauelementes 22a hervorgerufen sind. sorption phenomena, which are caused by the heat conduction of the component 22a.

Die sich entwickelnde Wärme wird über das wärmeleitende Bauelement 22a zu dessen aus der Kammer 26 herausragendem Ende 29 hin übertragen und dann durch die Wärmeübertragung an den über die Leitung 23 fliessenden Vorlaufteil abgeführt. Auf solche Weise wird die Energie des entspannten Kältemittels als Wärme von dem von der Kammer 26 umschlossenen Entspannungsbereich mit tieferer Temperatur zum Aussenmedium mit höherer Temperatur übertragen. Dadurch wird das aus den Öffnungen 31 der Kammer 26 austretende Kältemittel gekühlt. The developing heat is transferred via the heat-conducting component 22a to its end 29 protruding from the chamber 26 and then dissipated by the heat transfer to the flow part flowing via the line 23. In this way, the energy of the relaxed refrigerant is transferred as heat from the relaxation area at a lower temperature enclosed by the chamber 26 to the external medium at a higher temperature. As a result, the refrigerant emerging from the openings 31 of the chamber 26 is cooled.

In einem anderen Fall wird, wie in Fig. 4 gezeigt, in der Vorrichtung 20 zur Entspannung des Kältemittels der Vorlauf in Richtung A in die Kammer 26 geleitet und im stabförmigen Gasstrahl-Strahler 21 unter Erzeugung einer Schallenergie entspannt. Die erzeugte Schallenergie wird durch Reflexion von den Wänden der Kammer 26 in der zweiten Fokalzone 28 auf der Oberfläche des bekannten akustisch-elektrischen Wandlers 32 konzentriert und in eine elektrische Energie umgewandelt. In another case, as shown in FIG. 4, in the device 20 for expanding the refrigerant, the flow in direction A is conducted into the chamber 26 and expanded in the rod-shaped gas jet radiator 21 with the generation of sound energy. The sound energy generated is concentrated by reflection from the walls of the chamber 26 in the second focal zone 28 on the surface of the known acoustic-electrical transducer 32 and converted into electrical energy.

Die sich entwickelnde Elektroenergie wird aus der Kammer 26 über die Leiter 34 herausgeführt und einem Elektroenergieverbraucher 35 zugeführt, der ein Bestandteil des — in bezug auf die Vorrichtung 20 — äusseren Mediums ist. The developing electrical energy is led out of the chamber 26 via the conductors 34 and fed to an electrical energy consumer 35, which is a component of the external medium - with respect to the device 20.

Auf solche Weise erfolgt die Übertragung der Energie des entspannten Kältemittels in Form einer elektrischen Energie von dem von der Kammer 26 umschlossenen Entspannungsbereich mit tieferer Temperatur zum Aussenmedium mit höherer Temperatur. Dadurch wird das aus den Öffnungen 31 der Kammer 26 austretende entspannte Kältemittel abgekühlt. In this way, the energy of the expanded refrigerant is transferred in the form of an electrical energy from the relaxation area at a lower temperature enclosed by the chamber 26 to the external medium at a higher temperature. As a result, the relaxed refrigerant emerging from the openings 31 of the chamber 26 is cooled.

Im stabförmigen Gasstrahl-Strahler 21 geschieht eine Entspannung des verdichteten Kältemittels unter Erzeugung einer Schallenergie. Der Vorlauf des verdichteten Kältemittels wird in der sich verjüngenden Düse entspannt, indem es den Stab 37 mit Erhebung 43 umströmt und den Resonator 39 füllt, wird vom Resonator 39 reflektiert und kommt mit dem aus der Düse ausfliessenden Heliumstrom zur Wechsel-s Wirkung. Durch eine solche, sich periodisch wiederholende Wechselwirkung wird eine Wellenenergie erzeugt. Die Erhebung 43 am Stab 37 zerstört die Grenzschicht im aus der Düse 40 austretenden Heliumstrom was zu einer Erhöhung der auszustrahlenden Wellenenergie beiträgt. In the rod-shaped gas jet radiator 21, the compressed refrigerant is expanded to produce sound energy. The flow of the compressed refrigerant is relaxed in the tapering nozzle by flowing around the rod 37 with elevation 43 and filling the resonator 39, is reflected by the resonator 39 and interacts with the helium current flowing out of the nozzle. Such a periodically repeating interaction generates wave energy. The elevation 43 on the rod 37 destroys the boundary layer in the helium stream emerging from the nozzle 40, which contributes to an increase in the wave energy to be emitted.

io Bei der Entspannung des verdichteten Kältemittels im stabförmigen Gasstrahl-Strahler 21, wie in Fig. 6 gezeigt ist, verlaufen Vorgänge, die den obenbeschriebenen analog sind. Dabei breitet sich die erzeugte Schallenergie ebenfalls über den Innenraum des Resonators 39 aus und geht infolge Abis sorbtionserscheinungen in Wärme über. Durch das als Rippen (mit gleichem Bezugzeichen bezeichnet) ausgebildete Kühlmittel 45 wird die sich an der Innenfläche des Resonators 39 entwickelnde Wärme durch den Wärmeübertragungseffekt zum Aussenmedium als Teil des Vorlaufs über-20 tragen, der über die Leitung 23 strömt. Die so verwirklichte Abführung eines Teils der Energie des entspannten Kältemittels in Form von Wärme vom Resonator 39 zum Aussenmedium trägt zu einer zusätzlichen Kühlung des Kältemittels bei dessen Entspannung mit Erzeugung von Schallener-25 giebei. When the compressed refrigerant is expanded in the rod-shaped gas jet radiator 21, as shown in FIG. 6, processes take place which are analogous to those described above. The sound energy generated also spreads over the interior of the resonator 39 and passes into heat as a result of absorption phenomena. By means of the coolant 45, which is designed as ribs (with the same reference symbol), the heat which develops on the inner surface of the resonator 39 is carried through the heat transfer effect to the outside medium as part of the flow which flows via the line 23. The removal of part of the energy of the relaxed refrigerant in the form of heat from the resonator 39 to the external medium, which is realized in this way, contributes to additional cooling of the refrigerant as it relaxes with the generation of Schallener-25 giebei.

Das beschriebene Kälteerzeugungsverfahren und die Anlage zu dessen Durchführung wurden unter Laborverhältnissen erfolgreich geprüft. The described refrigeration process and the system for its implementation have been successfully tested under laboratory conditions.

Die Prüfergebnisse zeigten, dass durch Anwendung des 30 Verfahrens und der zugehörigen Anlage die Kälteleistung bei gegebenen Energieaufwänden erhöht wird oder die Energieaufwände bei gegebener Kälteleistung herabgesetzt werden. The test results showed that by using the 30 method and the associated system, the cooling capacity is increased with the given energy expenditure or the energy expenditure is reduced with the given cooling capacity.

Die ausgeführte Anlage hat eine hohe Zuverlässigkeit 35 und kleine Abmessungen. The system implemented has a high reliability 35 and small dimensions.

45 45

50 50

S S

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims (9)

657 446 PATENTANSPRÜCHE657 446 PATENT CLAIMS 1. Kälteerzeugungsverfahren, bei dem man ein Kältemittel verdichtet, das einen Vorlauf bildet, anschliessend diesen durch einen Rücklauf dieses Kältemittels abkühlt und mindestens einen Teil des Vorlaufs entspannt, worauf der Vorlauf an den Kälteverbraucher abgeleitet wird, wo nach erfolgter Erhitzung des Vorlaufs dieser in einen Rücklauf umgeformt und zur Verdichtung weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannung mindestens eines Teils des Vorlaufs unter Erzeugung einer Schallenergie vorgenommen wird, die aus dem Entspannungsbereich durch ihre Umwandlung in eine andere Energieform abgeführt wird. 1.Cooling process, in which a refrigerant is compressed that forms a flow, then cooled by a return of this refrigerant and relaxed at least part of the flow, whereupon the flow is diverted to the refrigeration consumer, where, after the flow has been heated, it flows into one Return is reshaped and passed on for compression, characterized in that the relaxation of at least part of the forward flow is carried out with the generation of a sound energy which is removed from the relaxation area by its conversion into another form of energy. 2. Kälteerzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallenergie aus dem Entspannungsbereich durch ihre Umwandlung in Wärmeenergie abgeführt wird. 2. Refrigeration method according to claim 1, characterized in that the sound energy is dissipated from the relaxation area by its conversion into thermal energy. 3. Kälteerzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallenergie aus dem Entspannungsbereich durch ihre Umwandlung in elektrische Energie abgeführt wird. 3. Refrigeration method according to claim 1, characterized in that the sound energy is dissipated from the relaxation area by its conversion into electrical energy. 4. Anlage zur Durchführung des Kälteerzeugungsverfahrens nach Anspruch 1, welche eine Quelle für das verdichtete Kältemittel und ein mit dieser über eine Vorlaufleitung (2) verbundenes Kühlsystem (4) mit mindestens einer Vorrichtung zur Entspannung des Kältemittels aufweist, welches Kühlsystem mit dem Kälteverbraucher (5) in Verbindung steht, der seinerseits mit der Quelle des verdichteten Kältemittels über eine durch das genannte Kühlsystem geführte Rücklaufleitung (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Vorrichtung (20) zur Entspannung des Kältemittels in einer mit der Vorlaufleitung (2) verbundenen Kammer (20a) angeordnet ist, in welcher Kammer (20) sich ein an die Vorlaufleitung (2) angeschlossener, zur Umwandlung mechanischer Energie in Schallenergie bestimmter Gasstrahl-Wandler (21) und ein mit diesem in Wellenverbindung stehender Schallenergiewandler (22) befindet, der mit einem Aussenmedium in energetischer Verbindung steht, dessen Temperaturniveau das Temperaturniveau des Gasstrahl-Wandlers (21) überschreitet. 4. System for carrying out the refrigeration process according to claim 1, which has a source for the compressed refrigerant and a cooling system (4) connected to it via a flow line (2) with at least one device for expanding the refrigerant, which cooling system with the refrigeration consumer (5 ) is connected, which in turn is connected to the source of the compressed refrigerant via a return line (3) led through said cooling system, characterized in that at least one device (20) for expanding the refrigerant in a line connected to the supply line (2) Chamber (20a) is arranged, in which chamber (20) there is a gas jet transducer (21) connected to the feed line (2) and intended for converting mechanical energy into sound energy, and a sound energy converter (22) connected to it, which is is in an energetic connection with an external medium, the temperature level of which is the T temperature level of the gas jet converter (21) exceeds. 5 = 0,5(dc—d)undt = 0,5(d—dcT), wobei t> 0,58 ist, worin 5 die Grösse des Spaltes (44) in m, dc den Innendurchmesser der sich verjüngenden Düse (40) im Austrittsquerschnitt (41) in m, d den Durchmesser des Stabes (37) innerhalb der Düse (40) in m, t die Breite der zylindrischen Erhebung (43) in m und dcT den Durchmesser des Stabes (37) ausserhalb der Düse (40) in m bedeuten. 5 = 0.5 (dc-d) and t = 0.5 (d-dcT), where t> 0.58, where 5 is the size of the gap (44) in m, dc is the inside diameter of the tapering nozzle (40 ) in the outlet cross section (41) in m, d the diameter of the rod (37) inside the nozzle (40) in m, t the width of the cylindrical elevation (43) in m and dcT the diameter of the rod (37) outside the nozzle ( 40) in m. 5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallenergiewandler (22) als Becher ausgebildet ist, dessen offenes Ende dem Gasstrahl-Wandler (21) zugewandt ist und dessen geschlossenes Ende (24) mit dem Aussenmedium in Wärmekontakt steht. 5. Plant according to claim 4, characterized in that the acoustic energy converter (22) is designed as a cup, the open end of which faces the gas jet converter (21) and the closed end (24) of which is in thermal contact with the external medium. 6. Anlage nach Anspruch 4, bei der der zur Umwandlung mechanischer Energie in Schallenergie bestimmte Gasstrahl-Wandler als stabförmiger Gasstrahl-Wellenstrahler ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (26) der Vorrichtung (20) zur Entspannung des Kältemittels die Form eines Ellipsoids hat, in dessen — in Richtung der Vorlaufleitung (2) gesehen — erster Fokalzone (27) sich der genannte stabförmige Gasstrahl-Wellenstrahler (21) und in dessen anderer Fokalzone (28) der Wellenenergie-Wandler (22a) befindet, der als wärmeleitendes Bauelement ausgeführt ist, das entlang der Hauptachse (26a) des Ellipsoids angeordnet ist und mit seinem einen Ende (29) aus der Kammer herausragt, das mit dem Aussenmedium in Wärmekontakt steht. 6. Installation according to claim 4, in which the gas jet converter intended for converting mechanical energy into sound energy is designed as a rod-shaped gas jet wave radiator, characterized in that the chamber (26) of the device (20) for relaxing the refrigerant is in the form of an ellipsoid has - in the direction of the feed line (2) - the first focal zone (27) said rod-shaped gas jet wave emitter (21) and in its other focal zone (28) the wave energy converter (22a) is located, which acts as a heat-conducting component is executed, which is arranged along the main axis (26a) of the ellipsoid and with one end (29) protruding from the chamber, which is in thermal contact with the external medium. 7. Anlage nach Anspruch 4, bei der der zur Umwandlung mechanischer Energie in Schallenergie bestimmte Gasstrahl-Wandler (21) als stabförmiger Gasstrahl-Wellenstrahler ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (26) der Vorrichtung (20) zur Entspannung des Kältemittels die Form eines Ellipsoids hat, in dessen — in Richtung der Vorlaufleitung (2) gesehen — erster Fokalzone (27) der genannte stabförmige Gasstrahl-Wellenstrahler (21) und in dessen anderer Fokalzone (28) ein als akustischelektrischer Wandler ausgebildeter und mit dem Aussenmedium in elektrischer Verbindung stehender Schallenergiewandler (32) vorgesehen sind. 7. Plant according to claim 4, in which the gas jet converter (21) intended for converting mechanical energy into sound energy is designed as a rod-shaped gas jet wave emitter, characterized in that the chamber (26) of the device (20) for relaxing the refrigerant Has the shape of an ellipsoid, in the first focal zone (27) seen in the direction of the feed line (2), said rod-shaped gas jet wave emitter (21) and in the other focal zone (28), an acoustic-electrical transducer which is designed as an electrical-electrical transducer and is electrical with the external medium Connected acoustic energy converter (32) are provided. 8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, bei der der stabförmige Gasstrahl-Wellenstrahler einen entlang der Hauptachse des Ellipsoids angeordneten Stab aufweist, der an seinem Ende einen als Becher ausgebildeten Resonator trägt, und eine entlang der Hauptachse des Ellipsoids angeordnete mit der Vorlaufleitung verbundene und den Stab umgebende, sich verjüngende Düse besitzt, deren Austrittsquerschnitt in einem Abstand vom offenen Ende des Resonators entfernt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (37) an seiner Mantelfläche eine zylindrische Erhebung (43) besitzt, die im Bereich des Austrittsquerschnittes (41) der Düse (40) mit einem Spalt (44) relativ zur Innenfläche der Düse (40) in deren Austrittsquerschnitt (41) angeordnet ist, wobei die Grösse des Spaltes (44) in Abhängigkeit von der Breite der zylindrischen Erhebung (43) und dem Durchmesser des Stabes (38) ausserhalb der Düse (40), dem Durchmesser des Stabes (37) innerhalb der Düse (40) und dem Innendurchmesser der sich verjüngenden Düse (40) im Austrittsquerschnitt (41) der folgenden Beziehung genügt: 8. Installation according to claim 6 or 7, wherein the rod-shaped gas jet wave emitter comprises a rod arranged along the main axis of the ellipsoid, which carries at its end a resonator designed as a cup, and a arranged along the main axis of the ellipsoid connected to the flow line and has the tapering nozzle surrounding the rod, the outlet cross section of which is at a distance from the open end of the resonator, characterized in that the rod (37) has a cylindrical elevation (43) on its outer surface, which in the region of the outlet cross section (41) the nozzle (40) is arranged with a gap (44) relative to the inner surface of the nozzle (40) in its outlet cross section (41), the size of the gap (44) depending on the width of the cylindrical elevation (43) and the diameter of the rod (38) outside the nozzle (40), the diameter of the rod (37) inside the nozzle (40) and the inside diameter of the tapered Nozzle (40) in the outlet cross section (41) satisfies the following relationship: 9. Anlage nach Anspruch 6, bei der der stabförmige Gasstrahl-Wellenstrahler einen entlang der Hauptachse des Ellipsoids angeordneten Stab besitzt, der an seinem Ende einen als Becher ausgebildeten Resonator und eine entlang der Hauptachse des Ellipsoids angeordnete, mit der Vorlaufleitung verbundene und den Stab umgebende, sich verjüngende Düse aufweist, deren Austrittsquerschnitt sich in einem Abstand vom offenen Ende des Resonators befindet, dadurch gekennzeichnet, dass am geschlossenen Ende des Resonators (39) ein Kühlmittel (45) vorgesehen ist, das in Form von Rippen ausgeführt ist, welche mit dem Aussenmedium in Wärmekontakt stehen und sich von der Stirnseite des Resonators (39) in Richtung der Hauptachse (26a) des Ellipsoids und von der Mantelfläche des Resonators in der zur Hauptachse (26a) des Ellipsoids senkrechten Richtung erstrecken. 9. System according to claim 6, wherein the rod-shaped gas jet wave emitter has a rod arranged along the main axis of the ellipsoid, which has at its end a resonator designed as a cup and a arranged along the main axis of the ellipsoid, connected to the supply line and surrounding the rod , Tapered nozzle, the outlet cross section of which is at a distance from the open end of the resonator, characterized in that a coolant (45) is provided at the closed end of the resonator (39), which is designed in the form of ribs which are connected to the The external medium is in thermal contact and extends from the end face of the resonator (39) in the direction of the main axis (26a) of the ellipsoid and from the outer surface of the resonator in the direction perpendicular to the main axis (26a) of the ellipsoid.
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